锂离子蓄电池正极材料LiCoO2的制备与电化学性能研究

以Co3O4为Co源、Li2O2为Li源、非水介质为分散剂,采用改进高温固相反应法合成了锂离子蓄电池正极材料LiCoO2,并采用XRD和电化学性能评价考察了不同合成条件对材料的晶体结构和电化学性能的影响。结果表明,材料的合成温度、前驱物的纯度和处理方法对材料的结构,充放电容量和循环性能有较显著的影响,焙烧时间对材料的电化学性能影响相对较小,以优化的最佳合成条件制备正极材料,材料的充放电比容量均大小于150mAh/g,效率在96．0－99．9％之间,循环100次后,材料的充放电比容量仍大于146mAh/g,容量保持率大于97．3％,优于常规固相反应法所得结果,显示了较好的应用前景。     

锂离子蓄电池正极材料LiCoO2的制备与电化学性能研究

以Co3O4 为Co源、Li2 CO3 为Li源、非水介质为分散剂 ,采用改进高温固相反应法合成了锂离子蓄电池正极材料LiCoO2 ,并采用XRD和电化学性能评价考察了不同合成条件对材料的晶体结构和电化学性能的影响。结果表明 ,材料的合成温度、前驱物的纯度和处理方法对材料的结构、充放电容量和循环性能有较显著的影响 ,焙烧时间对材料的电化学性能影响相对较小。以优化的最佳合成条件制备正极材料 ,材料的充放电比容量均大于 15 0mAh/g ,效率在 96 .0～ 99.9%之间。循环 10 0次后 ,材料的充放电比容量仍大于 146mAh/g ,容量保持率大于 97.3 %。优于常规固相反应法所得结果 ,显示了较好的应用前景     

LiCoO2正极材料的溶胶-凝胶法合成及其电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了锂离子电池的活性正极材料LiCoO2超细粉体.实验表明合成的LiCoO2粉体结晶良好, 层状结构发育完善, 平均粒径为300 nm, 而且粒径分布窄, 比表面积大.电池充放电测试表明 正极的电化学性能与LiCoO2粉体的合成温度有关, 其中700 ℃合成得到的LiCoO2正极材料具有最优的电化学性能, 其首次放电比容量高达141 mA*h/g, 30次循环后其可逆比容量仍高达120 mAh/g, 容量损失为14.89%.     

LiMn2O4正极材料高温电化学性能的研究

采用固相反应法制备了正极材料LiMn2O4与LiAl0.1Mn1.9O3.9F0.1，对它们进行XRD和SEM测试，并组装成双电极实验电池进行高温电化学性能比较。结果表明：Al^3 与F^-1掺杂的LiAl0.1Mn1.9O3.9F0.1具有较好的尖晶石结构及微观形貌，不同于LiMn2O4，在高温(55℃)下充放电时，LiAl0.1Mn1.9O3.9F0．1经过15次循环后，容量为110mAh/g，保持在96％以上，交流阻抗研究也显示了其良好的电化学性能。     

掺杂Nd对LiCoO2的结构和电化学性能的影响

通过固相合成法合成了锂离子电池正极材料LiCo1-xNdxO2(x=0．01,0．02,0．05),并对其进行了电化学性能及XRD研究,讨论了Nd的含量对合成物质性能的影响。结果表明,掺杂少量的Nd会使材料的放电平台更加平稳,但是其结构与材料的初始放电容量未有明显改变。     

不同锰源制备尖晶石LiMn_2O_4及电化学性能研究

分别用化学二氧化锰、电解二氧化锰、MnCO_3和Mn_3O_4为锰源,通过高温固相法合成尖晶石LiMn_2O_4。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、恒电流充放电技术、交流阻抗及电位阶跃法,对合成的尖晶石LiMn_2O_4物相、形貌以及电化学性能进行检测分析。结果表明,由Mn_3O_4制备的LiMn_2O_4的X射线衍射峰强度最大且粒度较为均匀。在室温条件下,以0.2C倍率充放电循环20次,Mn_3O_4制备的LiMn_2O_4首次充放电比容量为128.3 mA·h/g,容量保持率为97.1%,优于另外三种锰源作为原料合成的尖晶石LiMn_2O_4。化学二氧化锰、电解二氧化锰、MnCO_3、Mn_3O_4合成尖晶石LiMn_2O_4电极材料的扩散系数DLi+分别为2.26×10~(-11),4.54×10~(-11),0.83×10~(-11),8.25×10~(-11)cm~2/s。     

不同锰源制备尖晶石LiMn_2O_4及电化学性能研究

分别用化学二氧化锰、电解二氧化锰、MnCO_3和Mn_3O_4为锰源,通过高温固相法合成尖晶石LiMn_2O_4。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、恒电流充放电技术、交流阻抗及电位阶跃法,对合成的尖晶石LiMn_2O_4物相、形貌以及电化学性能进行检测分析。结果表明,由Mn_3O_4制备的LiMn_2O_4的X射线衍射峰强度最大且粒度较为均匀。在室温条件下,以0.2C倍率充放电循环20次,Mn_3O_4制备的LiMn_2O_4首次充放电比容量为128.3 mA·h/g,容量保持率为97.1%,优于另外三种锰源作为原料合成的尖晶石LiMn_2O_4。化学二氧化锰、电解二氧化锰、MnCO_3、Mn_3O_4合成尖晶石LiMn_2O_4电极材料的扩散系数DLi+分别为2.26×10^(-11),4.54×10(-11),4.54×10^(-11),0.83×10(-11),0.83×10^(-11),8.25×10(-11),8.25×10^(-11)cm(-11)cm²/s。     

Li_2FeSiO_4/C复合材料的制备及电化学性能

以CH3COOLi、FeC2O4、纳米SiO2为原料,葡萄糖为碳源,超导碳为微波耦合剂,采用微波加热法合成了Li2FeSiO4/C材料。考察了不同微波时间对材料室温下电化学性能的影响,并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线能谱对样品的晶型结构、表面形貌和组成进行表征分析。结果表明,微波合成法可以快速制备Li2FeSiO4/C材料,微波时间16min所得样品具有最好的电化学性能。室温下以C/16倍率进行充放电测试,放电容量为111.5mA·h/g;以0.2C进行充放电循环,首次放电容量为96.7mA·h/g,19次循环后容量仍有95.2mA·h/g。     

微波合成LiCoO2及其反应机理

以Co3O4和LiOH·H2O为原料,微波反应合成了LiCoO2.考察了Co3O4和反应原料在微波场和普通加热时的反应行为.由X射线衍射(X ray diffraction,XRD)和扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)观察对样品进行表征.XRD实验结果表明Co3O4和反应物在微波场和普通加热时的反应行为不同.在微波场中,在750℃Co3O4发生分解,Co3O4和LiOH·H2O反应生成LiCoO2的反应分两步完成.采用普通加热时,Co3O4在900℃以下不发生分解,Co3O4和LiOH·H2O生成LiCoO2的反应一步完成.SEM观察表明,微波合成LiCoO2样品颗粒边缘清晰、光滑.粒度分布实验表明以样品中的粒子直径为1～12μm的颗粒个数计所得百分含量为98.05%.     

水热法制备Al/Co共掺杂VO2(B)正极材料及其电化学性能

采用水热法,以V_2O_5、C_(12)H_(22)O_(11)、Co(NO_3)_2·6H_2O、Al(NO_3)_3·9H_2O为原料,分别合成了纯相VO_2(B)和Al/Co共掺杂VO_2(B)。X射线衍射分析结果显示,掺杂后样品的衍射峰强度变低、峰形变宽、结晶性下降。扫描电子显微镜照片显示,掺杂后样品的形貌发生明显变化,由长棒状(纯相)变为短棒状与片状均匀混合的形貌。电化学性能测试结果显示首次放电比容量和循环性能都大幅度提高。样品A1(摩尔比n(Al):n(Co):n(V)=12:6:100)首次放电比容量为301 mA·h/g,比未掺杂样品(216 mA·h/g)高85 mA·h/g;样品A2(摩尔比n(Al):n(Co):n(V)=12:12:100)首次放电比容量为285 mA·h/g,比未掺杂样品高69 mA·h/g,并且掺杂样品经过100次充放电循环后容量保持率都比未掺杂样品高。     

正极材料钴酸锂表面固体电解质相界面膜的研究

通过循环伏安和交流阻抗（EIS）分析,对锂离子电池正极材料钴酸锂（LiCoO₂）表面的固体电解质相界面膜（SEI膜）的形成进行了研究。循环伏安测试结果表明,钴酸锂表面的SEI膜主要是在第1次循环过程中形成。EIS测试结果表明,在低倍率条件下和常温条件下充放电循环形成的SEI膜更加致密,阻抗值更小;储存时间的长短对电池的阻抗也有影响,储存7 d的阻抗值要小于储存1 d的阻抗值。     

正极材料钴酸锂的SEI膜研究

通过不同测定方法对SEI膜的形成过程和主要组分进行测定。通过循环伏安和阻抗测试,确定了正极材料钴酸锂的表面SEI膜在第一次循环过程中形成,其后随着循环次数的增加,其表面SEI膜变得更加致密,并且有利于锂离子通过,但其厚度不再增加;通过电镜分析同样确定了正极材料钴酸锂的表面SEI膜在第一次循环过程中形成,并且其厚度在10 nm以下;通过X射线光电子能谱分析（XPS）确定了正极材料钴酸锂的表面SEI膜的组成为氟化锂和有机锂化合物。     

锂离子电池正极材料LiCoO_2的研究进展

概述锂离子电池正极材料锂钴氧的制备方法,包括固相反应法、溶胶-凝胶法、水热合成法、沉淀-冷冻法、喷雾干燥法、熔盐合成法和微波合成法。介绍了国内外通过不同离子的掺杂改性和表面修饰对L iCoO2电化学性能的影响,并对其发展方向做出了展望。     

废旧手机电池回收制备 LiCoO2电极材料

首次提出采用混合溶剂（N－甲基吡咯烷酮（NMP）和N,N－二甲基甲酰胺（DMF）（1：1）]回收废旧手机电池,制备LiCoO2电极材料的方法。结果表明：用有机混合溶剂较采用单一有机溶剂NMP或DMF的提取效率好。提取效率提高13．2％～21．1％。在上述混合溶剂中100℃浸提1 h,盐酸80℃浸取1 h,氢氧化钠溶液沉淀,沉淀物经马福炉高温（700℃）煅烧7 h即可制得具有较好电化学性能的LiCoO2,可用作手机电池的主要正极材料。     

纳米Fe2O3的制备及其电化学性能研究

以FeCl3.6H2O为原料,通过先水解,后在空气中煅烧制备了粒径约100 nm的Fe2O3负极材料,并研究其电化学性能。此工艺简单,所得材料的放电比容量高,循环性能优异。在50 mAg-1电流密度下,首次放电比容量为1667.0 mAh g-1,第二次放电比容量为1161.0mAh g-(1占首次的70%),循环50次后,仍保持459.7 mAh g-1的放电比容量。     

Electrochemical evaluation of LiCoO2 synthesized by decomposition and intercalation of hydroxides for lithium-ion battery applications

LiCoO2 has been synthesized by a solid-state synthesis route involving the decomposition and intercalation of hydroxide precursors generated by precipitation and freeze-drying. Cyclic voltammetry of LiCoO2 obtained by heating at 100°C for 2h has shown this material to be electrochemically active with an initial discharge capacity of 92mAhg–1. Optimization of processing conditions reduced the firing time to as little as 2h at 800°C, producing LiCoO2 powders with high reversible capacity (142mAhg–1), good rate capability, and good cyclability. The favourable performance of this oxide powder in LiCoO2/C lithium-ion cells using the present oxide powders shows the instant synthesis route to be promising and cost-effective for lithium-ion battery applications.     

液相剥离石墨烯的制备及其电化学性能

在有机溶剂中超声剥离膨胀石墨制备单层和多层石墨烯,对其微观形貌和结构进行表征,采用四探针表征方法考察了溶剂、时间和还原剂对石墨烯电导率的影响,优化了制备工艺参数,分析了石墨烯的性能. 结果表明,以丙酮为分散剂时石墨烯导电率最高,可达219.09 S/cm,石墨烯具有良好的电化学性能,比电容达18.8 F/g,在pH=7的磷酸盐缓冲溶液中,在0.1 V电压下对Pb2+有灵敏的溶出峰,检出限位达0.05 mmol/L.     

纳米TiO_2的合成及纳米TiO_2/Pt修饰电极的电化学催化性能

采用溶胶-凝胶法合成纳米TiO2粉体,通过正交实验优化了纳米TiO2的合成工艺条件,用透射电镜及X-射线衍射技术对纳米TiO2样品进行表征;进而采用涂膜法制备纳米TiO2/Pt修饰电极,通过循环伏安法研究其在葡萄糖体系中的电化学催化性能。结果表明:在钛酸丁酯与乙醇体积比为2∶3、烘干温度为80℃、焙烧温度为500℃时,合成的纳米TiO2具有最佳电化学催化性能;合成的纳米TiO2为锐钛矿型,颗粒粒径分布在5~20nm之间;纳米TiO2/Pt修饰电极对葡萄糖具有显著的电化学催化活性。     

Enhanced dielectric and microwave absorption properties of LiCoO2 powders by magnesium doping in the X-band

The solid-state reaction was adopted to prepare a series of LiCo_1−xMg_xO₂ powders doped with different amount of Mg²⁺. The XRD patterns reveal single phase for all the prepared materials. The shift of the electronic structure of LiCo_1−xMg_xO₂ has been investigated by X-ray photoelectron spectroscopy to confirm the single phase for material. Influence of dopant amount on the electromagnetic properties of LiCoO₂ powders was analyzed. The dielectric and the microwave absorption properties were evaluated. Results showed that with the increase in Mg the complex permittivity decreased after increasing. Maximum values of both real part (ε′ = 16.2 at 8.2 GHz) and imaginary part (ε″ = 4.1 at 8.2 GHz) were obtained for x = 0.06. Monolayer absorbent containing 75 wt% LiCo_0.94Mg_0.06O₂ had the peak microwave absorption properties in a thickness of 2.1 mm. The available bandwidth (<−10 dB) was obtained in 8.4-10.2 GHz and the minimum reflection loss was −50.4 dB, which indicated that LiCo_1−xMg_xO₂ powders would be potential materials as microwave absorption.     

LiCoO_2在酸性混合物中酸性焙烧元素的赋存状态和元素分布分配的研究

了解钴酸锂(LiCoO_2)在酸性环境中的物理化学性质和存在形式,有助于从理论上指导该物质的合成工艺设计以及从报废LiCoO_2中提取有价金属的工艺设计。将LiCoO_2与NaHSO_4·H_2O和KHSO_4分别按摩尔比1∶2.5∶0.5、1∶2.0∶1、1∶1.5∶1.5、1∶1∶2.0、1∶0.5∶2.5的比例混合后进行酸性焙烧,采用TG-DSC、XRD、SEM、EDS研究了焙烧过程中元素的热量变化、质量变化、形貌变化。研究结果表明:LiCoO_2与NaHSO_4·H_2O和KHSO_4的混合物在焙烧过程中根据钾、钠酸式盐的含量不同,反应产物的存在形式发生着不同形式的变化。XRD的分析结果表明,焙烧产物中Na元素是以KNaSO_4的形式存在,K元素是以KNaSO_4、KLiSO_4、K_2Co_2(SO_4)3这三种存在形式,Li元素的存在方式是以KLiSO_4,Co元素的存在形式是K2Co(SO_4)3,从SEM的电镜中可以看到图片中可以看出焙烧产物致密,形状不规则,Co元素在焙烧产物中分布均匀。